ارتباط برج خنککننده (Cooling Tower) با سیستم تصفیه آب بسیار مهم است؛ چون کیفیت آب مستقیماً روی راندمان برج، مصرف آب، تشکیل رسوب، خوردگی و رشد جلبک و باکتری اثر میگذارد.
ارتباط برج خنککننده و تصفیه آب چیست؟
برج خنککننده معمولاً آب را بهصورت مداوم در یک مدار به گردش درمیآورد. آب گرم از تجهیزات صنعتی وارد برج شده، با تماس با هوا بخشی از آن تبخیر میشود و آب خنکشده دوباره به سمت تجهیزات برمیگردد.
اما تبخیر آب باعث باقیماندن و افزایش غلظت املاح در آب مدار میشود. به همین دلیل اگر آب بهدرستی تصفیه و کنترل نشود، مشکلاتی مانند رسوب، خوردگی و گرفتگی پکینگها و مبدلهای حرارتی ایجاد میشود.
یک مدار ساده را میتوان اینطور در نظر گرفت:
منبع آب ← پیشتصفیه ← تصفیه و کنترل شیمیایی ← برج خنککننده ← تجهیزات صنعتی ← برگشت آب به برج
چه سیستمهای تصفیه آبی در برج خنککننده استفاده میشوند؟
۱. فیلتر شنی
برای حذف ذرات معلق، گلولای و بخشی از مواد جامد موجود در آب استفاده میشود. فیلتر شنی میتواند به کاهش کدورت آب و جلوگیری از ورود ذرات به مبدلهای حرارتی، نازلها و پکینگ برج کمک کند.
۲. فیلتر کربنی
در شرایطی که حذف کلر آزاد، مواد آلی یا برخی ترکیبات نامطلوب مورد نیاز باشد، از کربن اکتیو استفاده میشود. البته انتخاب آن باید بر اساس کیفیت آب ورودی و جنس تجهیزات انجام شود.
۳. سختیگیر رزینی
یکی از تجهیزات مهم در برخی مدارهای برج خنککننده است. سختیگیر با کاهش یونهای کلسیم و منیزیم میتواند احتمال تشکیل رسوب کربنات کلسیم و رسوبات سخت در مبدل حرارتی و تجهیزات را کاهش دهد.
۴. سیستم RO
در پروژههایی که کیفیت آب ورودی نامناسب است یا نیاز به آب با TDS پایینتر وجود دارد، ممکن است از RO صنعتی برای تصفیه آب جبرانی برج استفاده شود. RO میتواند مقدار زیادی از املاح محلول را کاهش دهد و در برخی طراحیها باعث افزایش امکان تغلیظ آب و کاهش مصرف آب جبرانی شود. اما استفاده از RO برای برج خنککننده همیشه ضروری نیست و باید بر اساس آنالیز آب، سیکل تغلیظ و طراحی سیستم تصمیمگیری شود.
۵. مواد شیمیایی تصفیه آب برج
حتی با وجود تجهیزات فیلتراسیون، معمولاً کنترل شیمیایی آب اهمیت زیادی دارد.
مواد مورد استفاده بسته به شرایط آب میتوانند شامل موارد زیر باشند:
- آنتیاسکالانت و مواد کنترل رسوب
- مواد ضدخوردگی
- بایوسایدها برای کنترل رشد میکروارگانیسمها
- کلر یا مواد اکسیدکننده در سیستمهای مناسب
- مواد تنظیمکننده pH
- مواد کنترلکننده خوردگی و رسوب متناسب با جنس تجهیزات
نکته مهم این است که انتخاب ماده شیمیایی باید بر اساس آنالیز آب، جنس سیستم، دمای کار، میزان گردش آب و سیکل تغلیظ انجام شود.
۶. بلودان (Blowdown)
یکی از مهمترین ارتباطات برج خنککننده با تصفیه آب، بلودان است. به دلیل تبخیر، املاح در آب برج غلیظ میشوند. برای جلوگیری از افزایش بیش از حد TDS و سایر املاح، بخشی از آب مدار تخلیه میشود و آب تازه جایگزین آن میشود. به آب تازهای که وارد مدار میشود Make-up Water گفته میشود.
بنابراین:
تبخیر ← افزایش غلظت املاح ← بلودان ← ورود آب جبرانی ← ادامه سیکل
اگر سیستم تصفیه مناسبی برای آب جبرانی وجود داشته باشد، میتوان کیفیت آب مدار را بهتر کنترل کرد و در بسیاری از پروژهها مصرف آب و دفعات تخلیه را کاهش داد.
چرا تصفیه آب برای برج خنککننده مهم است؟
| مشکل | نتیجه |
|---|---|
| سختی بالا | تشکیل رسوب در مبدل و لولهها |
| TDS بالا | افزایش املاح و نیاز به بلودان |
| مواد معلق | گرفتگی نازل و پکینگ |
| خوردگی | آسیب به لولهها و تجهیزات |
| رشد جلبک و باکتری | کاهش راندمان و مشکلات بهداشتی |
| کنترل نامناسب pH | افزایش احتمال خوردگی یا رسوب |
یک سیستم کاملتر میتواند شامل این تجهیزات باشد:
آب خام ← فیلتر شنی ← فیلتر کربنی/میکروفیلتر در صورت نیاز ← سختیگیر یا RO ← مخزن آب جبرانی ← برج خنککننده ← دوزینگ مواد شیمیایی ← کنترل pH/TDS ← بلودان
نکته مهم برای طراحی
قرار دادن RO یا سختیگیر برای هر برج خنککننده الزاماً بهترین راهحل نیست. ابتدا باید پارامترهایی مثل سختی کل، TDS، قلیائیت، سیلیس، کلراید، سولفات، pH، آهن و کدورت آب بررسی شوند و سپس مشخص شود که چه ترکیبی از فیلتر، سختیگیر، RO، بلودان و مواد شیمیایی مناسب است.